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1、0100 1000 0111 0101 0110 0001 0110 1110 0110 0111 0110 0001 0110 1110 0111 0010 0110 0001 0110 1110 0011 0010 0011 0000 0011 0000 0011 0110 0011 0100 0011 0001 0011 0110 0100 1000 0111 0101 0110 0001 0110 1110 0110 0111 0110 0001 0110 1110 0111 0010 0110 0001 0110 1110 0011 0010 0011 0000 0011 0000
2、0011 0110 0011 0100 0011 0001 0011 0110 0100 1000 0111 0101 0110 0001 0110 1110 0110 0111 0110 0001 0110 1110 0111 0010 0110 0001 0110 1110 0011 0010 0011 0000 0011 0000 0011 0110 0011 0100 0011 0001 0011 0110 0100 1000 01110100 1000 0111 0101 0110 0001 0110 1110 0110 0111 0110 0001 0110 1110 0111 0
3、010 0110 0001 0110 1110 0011 0010 0011 0000 0011 0000 0011 0110 0011 0100 0011 0001 0011 0110 0100 1000 0111 0101 0110 0001 0110 1110 0110 0111 0110 0001 0110 1110 0111 0010 0110 0001 0110 1110 0011 0010 0011 0000 0011 0000 0011 0110 0011 0100 0011 0001 0011 0110 0100 1000 0111 0101 0110 0001 0110 1
4、110 0110 0111 0110 0001 0110 1110 0111 0010 0110 0001 0110 1110 0011 0010 0011 0000 0011 0000 0011 0110 0011 0100 0011 0001 0011 0110 0100 1000 01110100 1000 0111 0101 0110 0001 0110 1110 0110 0111 0110 0001 0110 1110 0111第第5章章 时序逻辑电路时序逻辑电路 习题习题 作业作业:【5.1】 【5.4】【】【5.6】【】【5.7】【】【5.16】建议练习建议练习：【5.5】【】
5、【5.8】【】【5.11】【】【5.12】【5.13】练习练习作业作业实验实验练习题练习题练习题练习题2图图5-62 题题5.2图图驱动方程驱动方程 状态方程状态方程 输出方程输出方程 【题题5.2】分析图分析图5-62给出的时序电路的逻辑功能。要求列出状给出的时序电路的逻辑功能。要求列出状 态方程、输出方程，画出状态转换图，并检查电路自态方程、输出方程，画出状态转换图，并检查电路自 启动情况。启动情况。 FF1: D1= Q3 FF2: D2=Q1FF0: D3=Q1Q2FF1: Q1*= Q3 FF2: Q2*=Q1FF0: Q3*=Q1Q2Y=(Q1 Q3) =Q1+ Q33能自启动能自
6、启动 000001011111110100101101010/1/1/1/1/0/1/0/1Q3Q2Q1/ /Y Y状态转换图：状态转换图： FF1: Q1*= Q3 FF2: Q2*=Q1FF0: Q3*=Q1Q2Y=(Q1 Q3) =Q1+ Q34图图5-63 题题5.3图图驱动方程驱动方程 状态方程状态方程 输出方程输出方程 【题题5.3】分析图分析图5-63给出的时序电路的逻辑功能。要求列出给出的时序电路的逻辑功能。要求列出 状态方程、输出方程，画出状态转换图，并检查电状态方程、输出方程，画出状态转换图，并检查电 路自启动情况。路自启动情况。 FF1: J1=Q2 ， K1=1FF2:
7、 J2=Q1 ， K2=1FF1: Q1*=Q2Q1FF2: Q2*=Q1 Q2Y=Q25状态转换图：状态转换图： 000110/0/0/111/1Q2Q1/Y能自启动能自启动 FF1: Q1*=Q2Q1FF2: Q2*=Q1 Q2Y=Q2三进制加法计数器三进制加法计数器 图图5-65 题题5.5图图6X=0时，为六六进制制。【题5.5】分析分析图5-65给出的出的计数器数器电路，路，说明当明当X=0和和X=1 时各各为几几进制，并画出相制，并画出相应状状态转换图。74160的的 功能表功能表见表表5-13。 100101000111100001100101Q3Q2Q1Q0同步置数法：同步置数
8、法：X=0，译9 ，置，置4。1001001007X=1时，为八八进制。制。1001001001010111100000110110Q3Q2Q1Q0同步置数法：同步置数法：X=1，译9 ，置，置2。01001001010018【题5.8】同上同上题，要求使用同步置数端，要求使用同步置数端LD 将集成十将集成十进制制计数器数器74160接成接成八八进制制加法加法计数器，置入状数器，置入状态值可随意可随意选择。 同步置零法，译出状态为同步置零法，译出状态为 M-1。1110000009【题5.9】要求使用异步复位端要求使用异步复位端RD 将集成将集成4位二位二进制制计数器数器74161接成接成十三
9、十三进制制加法加法计数器，并数器，并标出出进位位输出端。可以附加必要的出端。可以附加必要的门电路。路。异步清零法，译出状态为异步清零法，译出状态为 M。1011010【题5.10】同上同上题，要求使用同步置数端，要求使用同步置数端LD 将集成将集成4位二位二进 制制计数器数器74161接成十三接成十三进制加法制加法计数器，置入的数器，置入的 数数值可随意可随意选择。 同步置数法：同步置数法：译15 ，置，置3。/111图5-67 题5.11图 整体同步置零法，整体同步置零法，九十三进制九十三进制。【题5.11】分析分析图5-67给出的出的计数器数器电路，要求画出状路，要求画出状态转换图，说明明
10、这是多少是多少进制的制的计数器。数器。74160的功能表的功能表见表表5-13。 状状态转换顺序序为（十（十进制表示）：制表示）： 0092转换图略。略。1001010012整体同步置数法，整体同步置数法，916+2+1=147进制制。【题5.12】若将若将图5-67中的中的74160改改为74161，说明明这是多少是多少进制制的的计数器，并画出状数器，并画出状态转换图。74161的功能表与表的功能表与表5-13相同。相同。 状状态转换顺序序为（十六（十六进制表示）制表示）:00H 92H转换图略。略。1001010013 使用整体同步置使用整体同步置0法，译出状态法，译出状态M-1【题题5.
11、13】利用两片集成十进制计数器利用两片集成十进制计数器74160接成二十四进制接成二十四进制加法计数器。加法计数器。 0100110014两个两个3进制、一个进制、一个4进制，进制，串行进位法级联，即串行进位法级联，即334=36进制。进制。 【题题5.14】利用利用3片集成十进制计数器片集成十进制计数器74160接成三十六进制加接成三十六进制加法计数器。法计数器。 15整体整体清零清零法法: 译出状态译出状态M。 【题题5.15】利用两片集成利用两片集成4位二进制计数器位二进制计数器74161接成三十进制接成三十进制加法计数器。加法计数器。 10000111M=116+14 16(1) 状态
12、转换图如下：状态转换图如下：(2)画次画次态和和输出卡出卡诺图Q2*Q1*Q0*/C【题5.17】利用利用D触触发器器设计一个同步七一个同步七进制加法制加法计数器。数器。17总图拆分如下：总图拆分如下： 输出方程：输出方程： 返回返回Q2*=Q1Q0+Q2Q1 Q1*=Q1Q0+Q2Q1Q0Q0*=Q1Q0 +Q2Q0=(Q2Q1)Q0C= Q2Q1Q2*Q1*Q0*/C18状状态方程：方程： 驱动方程：方程：DFFDFF特性方程：特性方程：FF2: Q2*=Q1Q0+Q2Q1 FF1: Q1*=Q1Q0+Q2Q1Q0FF0: Q0*=Q1Q0 +Q2Q0=(Q2Q1)Q0Qi*=DiFF2:
13、 D2=Q1Q0+Q2Q1 FF1: D1=Q1Q0+Q2Q1Q0FF0: D0=Q1Q0 +Q2Q0=(Q2Q1)Q019检验自启自启动：由由卡卡诺图可知可知111100，所以，所以电路能自启路能自启动。（3）绘出出电路路图 （略）（略）（略）（略）20设计提示：提示：1、分、分别实现24、60、60进制三个制三个计数器数器， 用以用以实现时、分、秒三个模、分、秒三个模块；2、利用、利用串行串行进位法将三个模位法将三个模块级联， 秒模秒模块输入入1Hz频率的率的时钟信号；信号；3、每个模、每个模块通通过显示示译码器器（如（如7448、7449） 连接到数接到数码管上管上，进行行时间的的显示。
14、示。 电路路图略。略。【题5.18】设计一个数字一个数字钟电路，要求能用路，要求能用24小小时制制显示示时、分、秒。、分、秒。 21 设计一个灯光控制一个灯光控制电路路: 要求要求红、绿、黄三种、黄三种颜色的灯在色的灯在时钟信号作用下按下表信号作用下按下表规定定的的顺序序转换状状态。表中。表中1表示表示“亮亮”，0表示表示“灭”。 要求能自启要求能自启动，尽可能采用尽可能采用MSI器件。器件。 CLK顺序序红 黄黄 绿 0 1 2 3 4 56780 0 01 0 00 1 00 0 11 1 10 0 10 1 01 0 00 0 022用用74161的低三位的低三位产生生8个循个循环的状的
15、状态。用用R,G,Y分分别表示表示红 ，绿，黄灯。，黄灯。由真值表求出：由真值表求出：R= (1,4,7)G= (3,4,5)Y= (2,4,6)可用可用38线译码器器74138和与非和与非门实现。真值表真值表8进制计数器进制计数器23也可用数据也可用数据选择器器74153实现：R: I0=Q0 , I1=0, I2=Q0, I3=Q0Y: I0=0 , I1=Q0, I2=Q0, I3=Q0G: I0=0 , I1=Q0, I2=1, I3=0真值表真值表 24驱动方程驱动方程: 状态方程状态方程: 输出方程输出方程: FF1: D1 = AQ2FF2: D2=A(Q1Q2)=A(Q1 +
16、Q2)FF1: Q1* = AQ2FF2: Q2*=A(Q1 + Q2)Y = AQ1Q2作业作业作业作业作业题作业题作业题作业题【题题5.1】分析图分析图5-61给出的时序电路的逻辑功能。要求列出状给出的时序电路的逻辑功能。要求列出状 态方程、输出方程，画出状态转换图，并检查电路自态方程、输出方程，画出状态转换图，并检查电路自 启动情况。注意，启动情况。注意，A为输入变量。为输入变量。图5-61 题5.1图25状态转换图：状态转换图： 00011/0111/0Q2Q1A/Y101/01/10/00/00/00/01111序列序列检测器器FF1: Q1* = AQ2FF2: Q2*=A(Q1
17、+ Q2)Y = AQ1Q226图5-64 题5.4图【题题5.4】分析图分析图5-64给出的计数器电路，要求画出状态转给出的计数器电路，要求画出状态转 换图，说明这是多少进制的计数器。换图，说明这是多少进制的计数器。74160的功能的功能 表见表表见表5-13。 10011100同步置数法：同步置数法：译9 ，置，置3。1001001101010111100001000110Q3Q2Q1Q0同步置数法，同步置数法，七进制七进制。27图5-66 题5.6图异步清零法，异步清零法，十进制。十进制。【题5.6】分析分析图5-66给出的出的计数器数器电路，要求画出状路，要求画出状态转换图，说明明这是
18、多少是多少进制的制的计数器。数器。74161的功能表与表的功能表与表5-13相同。相同。 010128【题5.7】要求使用异步复位端要求使用异步复位端RD将集成十将集成十进制制计数器数器74160接成接成八八进制制加法加法计数器，并数器，并标出出输入端、入端、进位位输出端。可以出端。可以附加必要的附加必要的门电路。路。74160的功能表的功能表见表表5-13。 00010异步清零法，译出状态为异步清零法，译出状态为 M。29(1) 状态转换图如下：状态转换图如下：(2)画次画次态和和输出卡出卡诺图(Q2*Q1*Q0*/C)【题题5.16】利用利用JK触发器设计一个同步六进制加法计数器。触发器设
19、计一个同步六进制加法计数器。 000Q2Q1Q0/C001/0010/0011/0100/0101/0/130总图拆分如下：总图拆分如下： 输出方程：输出方程： 返回返回Q2*=Q1Q0Q2+Q0Q2Q1*=Q2Q0Q1+Q0Q1Q0*=Q0=(1)Q0+(1)Q0C=Q2Q031状状态方程方程：驱动方程：方程：JKFF特性特性方程：方程：FF2: Q2*=Q1Q0Q2+Q0Q2FF1: Q1*=Q2Q0Q1+(Q0)Q1FF0: Q0*=Q0=(1)Q0+(1)Q0Qi*=JiQi+KiQiFF2: J2= Q1Q0， K2=Q0FF1: J1=Q2Q0， K1=Q0FF0: J0= K0=
20、132检验自启自启动：由由卡卡诺图可知可知110111000，所以，所以电路能自启路能自启动。（3）绘出出电路路图 FF2: J2= Q1Q0， K2=Q0FF1: J1=Q2Q0， K1=Q0FF0: J0= K0=1C=Q2Q033状态图状态图Q3Q2100001111011010101100100001101000100100000100100100100Q1Q011实验实验实验四四 1.用用74LS112设计同步十同步十进制减法制减法计数器。数器。0000000100100011010001010110011110001001/0/0/0/0/0/0/0/0/0/1Q3Q2Q1Q0Q3
21、Q2101011000001000100100100Q1Q011Q3Q2011011010101010000100100Q1Q011Q3Q2011011111001000000100100Q1Q011Q3*Q2*Q0*Q1*Q3Q2011011100101100100100100Q1Q011Q3*=Q2Q1Q0Q3+Q0Q3Q2*=Q3Q0Q2+(Q1+Q0)Q2Q1*= (Q3+Q2)Q0Q1+Q0Q1Q0*=Q035J2=Q3Q0 K2=Q1Q0Q3*=Q2Q1Q0Q3+Q0Q3Q2*=Q3Q0Q2+(Q1+Q0)Q2Q1*= (Q3+Q2)Q0Q1+Q0Q1Q0*=Q0J3=Q2Q1Q0
22、 K3=Q0J0=K0=1易求出易求出输出方程：出方程： C=Q3Q2Q1Q0从卡诺图可求出无效状态转换情况如下：从卡诺图可求出无效状态转换情况如下：1010010100111111111011001101因此，电路可自启动。因此，电路可自启动。逻辑图见下页。逻辑图见下页。卡诺图卡诺图逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图J1=(Q3Q2)Q0K1=Q0101136这是一般逻辑图，即不限定器件。这是一般逻辑图，即不限定器件。J2=Q3Q0 K2=Q1Q0J3=Q2Q1Q0K3=Q0J0=K0=1J1=(Q3Q2)Q0 K1=Q0C=Q3Q2Q1Q0按指定器件画的逻辑图见下页。按指定器件画的逻辑图见下页。37
23、实验指定器件画的指定器件画的逻辑图：(74112,7400,7404,7420)J2=(Q3Q0) K2=(Q1Q0)J3=(Q2Q1Q0) K3=Q0J0=K0=1J1=(Q3Q2)Q0) K1=Q0C=Q3Q2Q1Q0=(Q3Q2Q1Q0)共需：共需：7400一片；一片；7404一片；一片；7420一片；一片；74112二片。二片。74112的的RD，SD端全接端全接VCC。7420740074047411238实验五五 1.用用74160设计36进制制计数器数器7420用用LD端：端：译码0011 0101，置入，置入0000 0000。397420用用RD端，端，译码 0011 011
24、0。40 用用C端端时，通，通过非非门译码为99（1001 1001），），这时需跳需跳过64个状个状态，因此用，因此用LD端置入端置入64（0110 0100）。）。其状态转换顺序是：其状态转换顺序是：64659941实验五五 2.用用NE555构成构成1HZ振振荡器，作脉冲源；用器，作脉冲源；用74160 构成构成60进制制计数器。数器。可用可用LD端，整体端，整体进位（位（译59）R1可用可用100k电阻与阻与33k电位器串位器串联。由由1S=0.7(R1+2R2)C，设定定C值后，可后，可计算算R1值。NE555740010k10FR1122.9k。42Q3Q2101011000001
25、000100100100Q1Q011Q3Q2011011010101010000100100Q1Q011Q3Q2011011111001000000100100Q1Q011Q3*Q2*Q0*Q1*Q3Q2011011100101100100100100Q1Q011返回返回43CLK顺序序Q2 Q1 Q0R Y G 0 1 2 3 4 5670 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 01 0 00 1 00 0 11 1 10 0 10 1 01 0 043返回返回返回返回S1S0I0I1I2I3R= (1,4,7)G= (3,4,5)Y= (2,4,6)R: I0=Q0 , I1=0, I2=Q0, I3=Q0Y: I0=0 , I1=Q0, I2=Q0, I3=Q0G: I0=0 , I1=Q0, I2=1, I3=0
